Les mousses plastiques, omniprésentes dans notre quotidien, pourraient bientôt devenir plus respectueuses de l’environnement grâce à une nouvelle innovation. Une équipe de recherche de l’Université d’État de Washington (WSU) a mis au point une préparation écologique de lignine provenant du pin, capable de remplacer les produits chimiques dérivés du pétrole dans les mousses de polyuréthane. Ce matériau bio-sourcé pourrait transformer des secteurs comme l’emballage, l’isolation ou encore les revêtements.
Un impact potentiel sur un marché de 69 milliards d’euros
En 2022, le marché mondial du polyuréthane a dépassé les 69 milliards d’euros, illustrant l’importance de cette matière dans des produits variés, tels que les éponges de cuisine, les coussins ou encore les adhésifs. Pourtant, ces mousses posent de sérieux défis environnementaux. Issues de ressources fossiles, elles sont coûteuses à recycler, difficiles à dégrader et génèrent souvent des produits de seconde génération de qualité inférieure. Actuellement, moins de 20 % des plastiques sont recyclés dans le monde.
Selon Xiao Zhang, professeur à l’école de génie chimique et bio-ingénierie Gene et Linda Voiland, la solution passe par des matériaux d’origine naturelle. Avec son équipe, il a exploré le potentiel de la lignine, une ressource abondante et renouvelable, pour développer des mousses polyuréthanes flexibles et plus respectueuses de l’environnement.
La lignine : un matériau sous-exploité
La lignine est le deuxième carbone renouvelable le plus abondant sur Terre, représentant environ 30 % du carbone non fossile. Cependant, elle est notoirement difficile à extraire et, lorsqu’elle est récupérée dans les industries de la pâte à papier ou des biocarburants, elle est souvent altérée ou contaminée. Cela limite ses usages à des produits de faible valeur, comme les additifs pour ciment ou les liants pour aliments pour animaux.
L’équipe de recherche a utilisé un solvant doux et écologique pour extraire une lignine de haute qualité à partir du pin. Contrairement à d’autres formulations de lignine, leur matériau est homogène et thermiquement stable, des caractéristiques cruciales pour une utilisation dans des produits à haute valeur ajoutée.
Une chance pour la France et sa ressource abondante en pin
Cette innovation représente une opportunité particulièrement intéressante pour la France, qui dispose d’une vaste ressource en pin, notamment grâce à la forêt des Landes de Gascogne, la plus grande forêt de résineux d’Europe. Avec une production annuelle importante de bois de pin, le pays pourrait tirer parti de cette ressource locale pour développer une filière bio-sourcée compétitive et durable. En valorisant la lignine extraite de ces pins, la France pourrait non seulement réduire sa dépendance aux produits pétroliers, mais également stimuler son économie locale tout en s’inscrivant dans une démarche écologique et innovante.
Une performance équivalente à celle des mousses conventionnelles
En incorporant 20 % de cette lignine bio-sourcée dans des mousses polyuréthanes, les chercheurs ont obtenu des produits aux performances mécaniques comparables aux mousses traditionnelles. Cela représente une avancée significative, car peu de substituts bio-sourcés peuvent rivaliser avec les matériaux pétrochimiques en termes de flexibilité et de stabilité.
Xiao Zhang souligne : « Notre formulation de lignine offre de nouvelles perspectives pour la fabrication de mousses flexibles, bio-sourcées, et de haute qualité. »
Une validation industrielle et un avenir prometteur
Le projet a suscité l’intérêt de partenaires industriels, ce qui souligne son potentiel pour une application commerciale à grande échelle. Les chercheurs collaborent désormais avec ces acteurs pour optimiser et augmenter la production de mousses à base de lignine.
Le financement provient notamment de la National Science Foundation’s Industry-University Cooperative Research Center for Bioplastics and Biocomposites (CB2), de programmes de l’USDA National Institute of Food and Agriculture, ainsi que du Bureau de commercialisation de WSU.
Une solution pour réduire l’impact des plastiques
Cette innovation représente une étape clé vers la réduction de notre dépendance aux ressources fossiles. Remplacer les produits pétrochimiques par des alternatives bio-sourcées comme la lignine pourrait contribuer à diminuer la pollution plastique tout en ouvrant la voie à de nouveaux matériaux durables. L’enjeu est de taille : répondre à la demande croissante tout en minimisant les conséquences sur l’environnement.
Source de l’article : http://dx.doi.org/10.1021/acssuschemeng.4c08370
